تعد الطباعة ثلاثية الأبعاد متعددة الاستخدامات ، ولكن يتساءل الناس عما إذا كانت الطابعات ثلاثية الأبعاد تطبع البلاستيك فقط. ستنظر هذه المقالة في نوع المواد التي يمكن للطابعات ثلاثية الأبعاد استخدامها.

تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد للمستهلكين بشكل أساسي البلاستيك مثل PLA أو ABS أو PETG والتي تُعرف باسم اللدائن الحرارية لأنها تنعم وتتصلب حسب درجة الحرارة. هناك العديد من المواد الأخرى التي يمكنك طباعتها ثلاثية الأبعاد باستخدام تقنيات طباعة ثلاثية الأبعاد مختلفة مثل SLS أو DMLS للمعادن. يمكنك حتى الطباعة ثلاثية الأبعاد للخرسانة والشمع.

هناك بعض المعلومات المفيدة التي وضعتها في هذه المقالة حول المواد المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد ، لذا استمر في القراءة للمزيد.

ماذا تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد للحبر؟

إذا تساءلت يومًا عن استخدام الطابعات ثلاثية الأبعاد للحبر ، فإليك الإجابة البسيطة على ذلك. تستخدم الطابعات ثلاثية الأبعاد ثلاثة أنواع أساسية من المواد للحبر وهي:

• اللدائن الحرارية (خيوط)
• الراتنج
• المساحيق

تستخدم هذه المواد أنواعًا مختلفة من الطابعات ثلاثية الأبعاد للطباعة ، وسنلقي نظرة على كل مادة من هذه المواد أثناء تقدمنا.

اللدائن الحرارية (الشعيرة)

اللدائن الحرارية هي نوع البوليمر الذي يصبح مرنًا أو قابلًا للتشكيل عند تسخينه إلى درجة حرارة معينة ويتصلب عند تبريده.

عندما يتعلق الأمر بالطباعة ثلاثية الأبعاد ، فإن الخيوط أو اللدائن الحرارية هي ما تستخدمه الطابعات ثلاثية الأبعاد "للحبر" أو مادة لإنشاء كائنات ثلاثية الأبعاد. يتم استخدامه مع التكنولوجيايُسمى نمذجة الترسيب المنصهر أو طباعة FDM ثلاثية الأبعاد.

ربما يكون هذا هو أبسط نوع من الطباعة ثلاثية الأبعاد هناك لأنه لا يتطلب عملية معقدة ، بل مجرد تسخين للفتيل.

الخيوط الأكثر شيوعًا التي يستخدمها معظم الناس هي PLA أو Polylactic Acid. الخيوط القليلة التالية الأكثر شيوعًا هي ABS و PETG و TPU & amp؛ نايلون.

يمكنك الحصول على جميع أنواع الشعيرات بالإضافة إلى أنواع هجينة وألوان مختلفة ، لذلك توجد بالفعل مجموعة كبيرة من اللدائن الحرارية التي يمكنك الطباعة ثلاثية الأبعاد بها .

مثال على ذلك هو خيوط النايلون المملوءة بألياف الكربون الأسود من SainSmart ePA-CF من أمازون. لها خصائص مختلفة للغاية يمكنك اختيارها وفقًا لمشروعك.

تتضمن الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام خيوط لدن بالحرارة المواد التي يتم تغذيتها من خلال أنبوب ميكانيكيًا باستخدام الطارد ، والذي يتم تغذيته بعد ذلك في غرفة التسخين المسماة hotend.

يتم تسخين نقطة التوصيل الساخنة إلى درجة حرارة تنعم عندها الفتيل ويمكن أن تنبثق من خلال فتحة صغيرة في فوهة ، يبلغ قطرها عادةً 0.4 مم.

تعمل الطابعة ثلاثية الأبعاد وفقًا لإرشادات تسمى G- ملف الكود الذي يخبر الطابعة ثلاثية الأبعاد بالضبط عن درجة الحرارة التي يجب أن تكون عليها ، ومكان تحريك رأس الطباعة ، والمستوى الذي يجب أن تكون عليه مراوح التبريد وكل التعليمات الأخرى التي تجعل الطابعة ثلاثية الأبعاد تقوم بالأشياء.

G-Code يتم إنشاء الملفاتمن خلال معالجة ملف STL ، والذي يمكنك تنزيله بسهولة من موقع ويب مثل Thingiverse. يُطلق على برنامج المعالجة اسم slicer ، وهو الأكثر شيوعًا لطباعة FDM وهو Cura.

إليك مقطع فيديو قصير يوضح عملية الطباعة ثلاثية الأبعاد للفتيل من البداية إلى النهاية.

لقد كتبت بالفعل المنشور الكامل يسمى Ultimate 3D Printing Filament & amp؛ دليل المواد الذي يأخذك عبر عدة أنواع من الخيوط ومواد الطباعة ثلاثية الأبعاد.

الراتنج

المجموعة التالية من "الحبر" التي تستخدمها الطابعات ثلاثية الأبعاد هي مادة تسمى راتينج البوليمر الضوئي ، وهو عبارة عن مادة حرارية سائل حساس للضوء ويتصلب عند تعرضه لأطوال موجية معينة من ضوء الأشعة فوق البنفسجية (405 نانومتر).

تختلف هذه الراتنجات عن راتنجات الإيبوكسي التي تستخدم عادة في الحرف اليدوية والمشروعات المماثلة.

3D تستخدم راتنجات الطباعة في تقنية طباعة ثلاثية الأبعاد تسمى SLA أو الطباعة الحجرية الحجرية. توفر هذه الطريقة للمستخدمين مستوى أعلى بكثير من التفاصيل والدقة نظرًا لكيفية تشكيل كل طبقة. راتينج قابل للغسل ، وراتنج قوي.

كتبت منشورًا أكثر تعمقًا حول ما أنواع الراتينج المتوفرة للطباعة ثلاثية الأبعاد؟ أفضل العلامات التجارية وأمبير. الأنواع ، لذلك لا تتردد في التحقق من ذلك لمزيد من التفاصيل.

إليك عملية كيفية عمل طابعات SLA ثلاثية الأبعاد:

• بمجرد تجميع الطابعة ثلاثية الأبعاد ،صب الراتينج في وعاء الراتينج - وعاء يحمل الراتنج الخاص بك فوق شاشة LCD.
• تنخفض لوحة التصميم في وعاء الراتينج وتخلق اتصالاً بطبقة الفيلم في حوض الراتينج
• سيرسل ملف الطباعة ثلاثية الأبعاد الذي تقوم بإنشائه تعليمات لإضاءة صورة معينة ستنشئ الطبقة
• ستعمل هذه الطبقة من الضوء على تقوية الراتنج
• ثم ترفع لوحة التصميم إلى الأعلى ثم ينشئ ضغط شفط يقشر الطبقة التي تم إنشاؤها من فيلم وعاء الراتينج ويلتصق بلوحة التصميم.
• سيستمر في إنشاء كل طبقة عن طريق تعريض صورة ضوئية حتى يتم إنشاء الكائن ثلاثي الأبعاد.

بشكل أساسي ، يتم إنشاء مطبوعات SLA ثلاثية الأبعاد رأسًا على عقب.

يمكن لطابعات SLA ثلاثية الأبعاد إنشاء تفاصيل مذهلة نظرًا لقدرتها على الحصول على دقة تصل إلى 0.01 مم أو 10 ميكرون ، ولكن الدقة القياسية هي عادة 0.05 مم أو 50 ميكرون.

طابعات FDM ثلاثية الأبعاد عادة ما يكون لها دقة قياسية تبلغ 0.2 مم ، ولكن بعض الآلات عالية الجودة يمكن أن تصل إلى 0.05 مم.

السلامة مهمة عندما يتعلق الأمر بالراتنج لأنه يحتوي على سمية عند ملامسته للجلد. يجب عليك استخدام قفازات النتريل عند التعامل مع الراتينج لتجنب ملامسة الجلد.

الطباعة ثلاثية الأبعاد للراتنج تستغرق عملية أطول بسبب المعالجة اللاحقة الضرورية. تحتاج إلى غسل الراتينج غير المعالج ، وتنظيف الدعامات المطلوبة لنماذج راتينج الطباعة ثلاثية الأبعاد ، ثم معالجة الجزء باستخدام الأشعة فوق البنفسجية الخارجيةالضوء لتقوية الكائن المطبوع ثلاثي الأبعاد.

المساحيق

هناك صناعة أقل شيوعًا ولكنها متنامية في الطباعة ثلاثية الأبعاد تستخدم المساحيق كـ "حبر".

يمكن للمساحيق المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد تكون بوليمرات أو حتى معادن يتم اختزالها إلى جزيئات دقيقة. صفات مسحوق المعدن المستخدم ، وعملية الطباعة تحدد نتيجة الطباعة.

هناك عدة أنواع من المساحيق التي يمكن استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد مثل النايلون والفولاذ المقاوم للصدأ والألمنيوم ، الحديد والتيتانيوم والكروم الكوبالت وغيرها الكثير.

يبيع موقع إلكتروني يسمى Inoxia العديد من أنواع مساحيق المعادن.

هناك أيضًا أنواع مختلفة التقنيات التي يمكن استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد بالمسحوق مثل SLS (تلبيد الليزر الانتقائي) و EBM (ذوبان الحزمة الإلكترونية) و Binder Jetting & amp؛ BPE (بثق المسحوق المقيد).

الأكثر شيوعًا هي تقنية التلبيد المعروفة باسم تلبيد الليزر الانتقائي (SLS).

تتم عملية التلبيد الانتقائي بالليزر من خلال ما يلي:

• يملأ خزان المسحوق بمسحوق لدن بالحرارة عادة من النايلون (جزيئات مستديرة وناعمة)
• ينشر مسحوق البودرة (شفرة أو بكرة) المسحوق لإنشاء طبقة رقيقة وموحدة على منصة التصميم
• يقوم الليزر بشكل انتقائي بتسخين أجزاء من منطقة التصميم لإذابة المسحوق بطريقة محددة
• تتحرك لوحة التصميم لأسفل مع كل طبقة ، حيث ينتشر المسحوق مرة أخرى لتلبيد آخرمن الليزر
• تتكرر هذه العملية حتى يتم الانتهاء من الجزء الخاص بك
• سيتم تغليف طباعتك النهائية في غلاف من مسحوق نايلون يمكن إزالته بفرشاة
• أنت يمكن بعد ذلك استخدام نظام خاص يستخدم شيئًا مثل الهواء عالي الطاقة لتنظيف ما تبقى منه

إليك مقطع فيديو سريع حول كيف تبدو عملية SLS.

تتم العملية عن طريق تلبيد المسحوق لتكوين أجزاء صلبة أكثر مسامية من نقطة الانصهار. هذا يعني أنه يتم تسخين جزيئات المسحوق بحيث يتم لحام الأسطح معًا. تتمثل إحدى ميزات ذلك في أنه يمكن دمج المواد مع البلاستيك لإنتاج مطبوعات ثلاثية الأبعاد.

يمكنك الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام مساحيق المعادن باستخدام تقنيات مثل DMLS و SLM & amp؛ EBM.

هل تستطيع الطابعات ثلاثية الأبعاد طباعة البلاستيك فقط؟

على الرغم من أن البلاستيك هو المادة الأكثر شيوعًا المستخدمة في الطباعة ثلاثية الأبعاد ، إلا أن الطابعات ثلاثية الأبعاد يمكنها طباعة مواد أخرى غير البلاستيك.

مواد أخرى التي يمكن استخدامها في الطباعة ثلاثية الأبعاد تشمل:

• الراتنج
• المسحوق (البوليمرات والمعادن)
• الجرافيت
• ألياف الكربون
• التيتانيوم
• الألومنيوم
• الفضة والذهب
• الشوكولاتة
• الخلايا الجذعية
• الحديد
• الخشب
• الشمع
• الخرسانة

بالنسبة لطابعات FDM ، يمكن تسخين بعض هذه المواد فقط وتليينها بدلاً من حرقها بحيث يمكن إخراجها من نقطة ساخنة. هناك العديد من تقنيات الطباعة ثلاثية الأبعاد التي تعمل على توسيع القدرات المادية للأشخاصيمكن أن تخلق.

الطابعات الرئيسية هي طابعات SLS ثلاثية الأبعاد التي تستخدم المسحوق بتقنية تلبيد الليزر لعمل مطبوعات ثلاثية الأبعاد.

تُستخدم طابعات الراتنج ثلاثية الأبعاد أيضًا بشكل شائع للأغراض المنزلية والتجارية . يتضمن ذلك استخدام عملية البلمرة الضوئية لترسيخ الراتنج السائل باستخدام ضوء الأشعة فوق البنفسجية والذي يمر بعد ذلك من خلال المعالجة اللاحقة للحصول على جودة عالية. الطابعة المعنية. إذا كنت ترغب في طباعة أي من المواد المذكورة أعلاه ، فيجب أن تحصل على تقنية الطباعة ثلاثية الأبعاد المناسبة للطباعة.

هل تستطيع الطابعات ثلاثية الأبعاد طباعة أي مادة؟

المواد التي يمكن أن تكون يتم تليينها وبثقها من خلال فوهة ، أو يمكن ربط مسحوق المعادن معًا لتشكيل جسم. طالما يمكن وضع المادة في طبقات أو تكديس فوق بعضها البعض ، فيمكن طباعتها ثلاثية الأبعاد ، لكن العديد من الكائنات لا تتناسب مع هذه الخصائص. يمكن طباعة الخرسانة ثلاثية الأبعاد لأنها تبدأ ناعمة.

البيوت المطبوعة ثلاثية الأبعاد مصنوعة من الخرسانة التي يتم خلطها وبثقها من خلال فوهة كبيرة جدًا ، وتتصلب بعد مرور بعض الوقت.

بمرور الوقت ، قدمت الطباعة ثلاثية الأبعاد الكثير من المواد الجديدة مثل الخرسانة والشمع والشوكولاتة وحتى المواد البيولوجية مثل الخلايا الجذعية.

هذا ما يبدو عليه المنزل المطبوع ثلاثي الأبعاد.

يمكن هل أنت 3D Print Money؟

لا ، لا يمكنك طباعة النقود ثلاثية الأبعاد بسببعملية تصنيع الطباعة ثلاثية الأبعاد ، وكذلك العلامات المضمنة على النقود التي تجعلها مضادة للتزييف. تعمل الطابعات ثلاثية الأبعاد بشكل أساسي على إنشاء كائنات بلاستيكية باستخدام مواد مثل PLA أو ABS ، وبالتأكيد لا يمكنها الطباعة ثلاثية الأبعاد باستخدام الورق. من الممكن طباعة عملات معدنية دعامة ثلاثية الأبعاد.

يتم جني الأموال من خلال الكثير من العلامات والخيوط المضمنة التي قد لا تتمكن الطابعة ثلاثية الأبعاد من إعادة إنتاجها بدقة. حتى إذا كانت الطابعة ثلاثية الأبعاد قادرة على إنتاج ما يشبه النقود ، فلا يمكن استخدام المطبوعات كأموال لأنها لا تتمتع بالصفات الفريدة التي تشكل الفاتورة.

تتم طباعة النقود على الورق و تتم طباعة معظم المطبوعات ثلاثية الأبعاد في البلاستيك أو الراتنج الصلب. لا يمكن أن تعمل هذه المواد بالطريقة التي قد يتم بها التعامل مع الورق ولا يمكن التعامل معه بنفس الطريقة التي يمكن للمرء أن يتعامل بها مع المال.

تظهر الأبحاث أن العملة الحديثة لمعظم البلدان في العالم بها على الأقل 6 تقنيات مختلفة مدمجة هم. لن تتمكن أي طابعة ثلاثية الأبعاد من دعم أكثر من طريقة أو طريقتين من هذه الطرق المطلوبة لطباعة الفاتورة بدقة.

تقوم معظم البلدان خاصة الولايات المتحدة بصياغة فواتير تتضمن أحدث التقنيات المتطورة لمكافحة التزوير الميزات التي ستجعل من الصعب على طابعة ثلاثية الأبعاد طباعتها. يمكن أن يكون هذا ممكنًا فقط إذا كانت الطابعة ثلاثية الأبعاد لديها التقنية المطلوبة لطباعة الفاتورة المعنية.

يمكن للطابعة ثلاثية الأبعاد فقط محاولة طباعة مظهر مشابه للمال ولا تفعل ذلكلديك التكنولوجيا أو المواد المناسبة لطباعة النقود.

يصنع العديد من الأشخاص عملات معدنية باستخدام مادة بلاستيكية مثل PLA ، ثم يرشونها بطلاء معدني.

يذكر آخرون تقنية حيث يمكن إنشاء قالب ثلاثي الأبعاد واستخدام الطين المعدني الثمين. يمكنك الضغط على الصلصال في شكل ثم إطلاقه على المعدن.

إليك مستخدم YouTube الذي أنشأ عملة D & amp؛ D التي تحتوي على "Yes" & amp؛ amp؛ "لا" في كل نهاية. لقد صمم تصميمًا بسيطًا في برنامج CAD ثم أنشأ نصًا حيث تتوقف العملة المطبوعة ثلاثية الأبعاد مؤقتًا حتى يتمكن من إدخال غسالة بالداخل لجعلها أثقل ، ثم ينهي بقية العملة.

إليك مثال على ذلك. ملف Bitcoin مطبوع ثلاثي الأبعاد من Thingiverse يمكنك تنزيله وطباعته ثلاثية الأبعاد بنفسك.